Eficiencia del enfriamiento

Diseñar el más eficiente sistema de enfriamiento ofrece enormes beneficios que afectan la potencia, aerodinámica y fiabilidad de los bólidos, las regulaciones introducidas en 2014 ofrecieron un reto a los diseñadores e ingenieros, sobre cómo obtener y colocar sus distintos componentes requeridos para realizar dichos trabajos.

Los motores V6 en general requieren un sistema de enfriamiento en agua y aceite, similar al de los motores V8 previamente usados, es la adición de requerimientos de enfriamiento que los nuevos componentes electrónicos y más complejos sistemas necesitan, los que forzaron a una nueva forma de diseño y control de esas labores, una mayor efectividad en el enfriamiento no solo puede llevar a una reducción del sistema total en peso y superficie, pero es de ayuda a mantener por ejemplo, a los motores en una ventana operativa ideal y esto es un resultado favorable a la hora de extender la vida de la limitada cantidad de unidades que los equipos pueden usar a lo largo de la temporada, sin caer en penalizaciones.

Uno de los primeros cambios que se percibían durante la introducción de las nuevas regulaciones, fueron la necesidad de expandir los sidepods y esto rápidamente debió de ser analizado al detalle, debido a los efectos que este cambio presentaba en la eficiencia aerodinámica de los coches, ahora debiendo necesitar un mayor volumen de aire y esto reflejaba cambios en el flujo de aire ideal hacia la parte trasera del coche, para poder contrarrestar estos cambios iniciales, los equipos comenzaron la primera mitad del campeonato de 2014, buscando formas de aumentar la capacidad de enfriamiento de sus sistemas, para tratar de reducir el tamaño de sus sidepods o buscar el término medio entre el enfriamiento y la interferencia con la aerodinámica.

Los equipos generalmente crean un mapa de los niveles, volúmenes y temperaturas, que les permiten tener una idea muy aproximada de los requerimientos y cómo funcionan sus componentes a lo largo de la carrera y en particular como son esas demandas en cada circuito, durante varios niveles de temperaturas, a varias velocidades y exigencias, durante la pasada temporada los coches debían disipar 220 Kw de calor aproximadamente, debido a que cada componente que requiere refrigeración, también demanda ciertos volúmenes que no necesariamente son iguales a los que realizan un trabajo similar a su alrededor, las superficies y geometría de los mismos son pensadas para  obtener un intercambio adecuado, similar, para el volumen que reciben, los trabajos siempre deben balancear lo que es necesario en lo termal con lo que aerodinámicamente se trata de conseguir sin incurrir en problemas que limiten a una u otra parte.

Las ruedas delanteras son continuos objetos de estudios, en particular la parte que se refiere a cómo afecta la aerodinámica y hacia dónde va, en que calidad, el aire al salir de ellas, ya que esto afecta la capacidad de devolver, intercambiar  calor del aire, sensores en distintos puntos del trayecto del aire en el interior de los sidepods,  se encargan de ofrecer una mejor imagen de como este se comporta, debido a la naturaleza de los sidepods y que el aire debe cambiar su velocidad a su salida a la vez que debe ser direccionado a las zonas adecuadas, el cambio de forma que ofrece el sidepod en su trayecto hace posible que en determinados puntos el aire cree situaciones no deseadas como  puntos calientes (hotspots),  los equipos generan mapas de enfriamiento en donde CFD y los trabajos de simulación del motor generan numerosa data que permite saber si los sistemas generan los niveles deseados en todo momento y en las distintas situaciones, sean a baja o máxima velocidad y en distintas temperaturas y condiciones del ambiente.

Debido a que la capacidad de enfriamiento del aire está relacionada con su temperatura y calidad, esto puede afectar otros componentes de no conseguir los resultados deseados, una pequeña variación en la temperatura del aire, puede llevar a un impacto en otras áreas, como requerir más potencia de la turbina o cambios en presión en áreas que afectan varios componentes, exigiéndoles más de lo deseado, limitando sus capacidades para cuando son necesarios, algo que generalmente  crear más problemas que soluciones.